2.5.1. Maa energiasüsteem

Energia eksisteerib paljudes eri vormides ja need võivad üksteiseks üle minna – muunduda ehk teiseneda. Energia, mida keha omab oma asendi tõttu jõuväljas, on potentsiaalne energia. Keha viimiseks sellesse asendisse on tulnud teha tööd ja nüüd on see energia justkui ladestunud, vabanemise ootel. Potentsiaalne energia võib omakorda esineda mitmes vormis, sõltuvalt sellest, millises jõuväljas keha paikneb. Kui keha paikneb teise keha loodud gravitatsioonijõu väljas, räägime gravitatsioonienergiast. Kuu ja vähemal määral Päikese gravitatsioonijõu tekitatud on tõus ja mõõn.

Elastsuse potentsiaalne energia ehk elastsusenergia on molekulidevaheliste jõudude vastu tehtud töö – s.t keha kokkusurumise või venitamise – mõjul kehasse salvestunud energia. Viimasel jääajal suruti gravitatsioonijõu toimel (liustiku massi all) Fennoskandias litosfäär allapoole, osaliselt astenosfääri sisse, viimast „välja venitades“. Mandrijää sulades liustiku massi mõju maakoorele lakkas ning plastiline astenosfäär taastab oma jääaja-eelset seisundit, mis avaldub tänapäeval maapinna kerkimisena.

Kineetilist ehk liikumisenergiat omavad kõik liikuvad kehad. See võib esineda kulgliikumis- , pöörlemis- ja võnkumisenergia kujul ning sõltub keha massist ja liikumiskiirusest. Kineetiline energia on näiteks veereval kivirahnul, voolaval veel või randa tormaval murdlainel. Kineetiline energia on seda suurem, mida suurem on keha mass ja mida kiiremini ta liigub. Mäenõlva mööda langeva lumelaviini energia sõltub liikuma hakanud lume massist ja laviini langemiskiirusest. Laviini mass oleneb omakorda lume hulgast ja selle tihedusest. Märjast, seega tihedamast lumest koosnev laviin tekitab suuremaid purustusi kui kohevast ja kuivast lumest koosnev laviin.

Mingi keha kineetilise ja potentsiaalse energia summa on mehaaniline energia. Näiteks mäenõlval lebaval kivil või veehoidlasse kogutud veel on potentsiaalne energia. See tuleneb keha asendist gravitatsiooniväljas, täpsemalt madalamal oleva maapinna suhtes. Vee liikumisel gravitatsioonijõu mõjul muutub potentsiaalne energia kineetiliseks energiaks. Voolav vesi paneb pöörlema veeturbiini ja elektrigeneraatori, mis toodab elektrienergiat, tehes seda gravitatsioonijõu mõjul. Tulenevalt termodünaamika seadustest on saadud elektrienergiat alati vähem, kui oli veel potentsiaalset energiat. Osa energiast kulub turbiini ja generaatori hõõrdumistakistuse ületamisele ning muundub selle käigus soojusenergiaks. Mehaanilise energia (gravitatsioonijõu) mõjul toimub maapinnal ja maa sees vee liikumine, millega koos leiab jõgedes aset setete ümberpaigutamine ja voolusängi kallaste uhtumine. Kallaste erodeerimisel lisandub liikuva vee energiale veel Maa pöörlemisest tulenev Coriolisi jõud. Maa pöörlemisenergia mõjutab globaalselt väga palju õhu liikumist atmosfääris ning hoovustega seotud vee liikumist ookeanides ja meredes.

Mitmesugustes ainetes on salvestunud keemiline energia, mis vabaneb keemiliste reaktsioonide käigus, kui muutub aatomite ja molekulide vaheliste sidemete energia. Fossiilsete kütuste põletamisel vabaneb lagunemata orgaanilise aine keemiliste sidemete energia, muundudes peamiselt soojuseks. Analoogiline energia vabanemine toimub orgaanilise aine ülekandes toiduahelas – eelmise astme orgaaniline aine lagundatakse, vabaneva energia arvelt ehitatakse üles uut orgaanilist ainet. Kuid suur osa vabanevast energiast muundub sealjuures soojuseks.